HLA-DQB1介导B细胞-上皮细胞互作驱动EBV相关Hunner型间质性膀胱炎炎症机制研究

《Molecular Therapy Nucleic Acids》：HLA-DQB1-mediated B cell-epithelial crosstalk drives EBV-associated inflammation in Hunner-type interstitial cystitis

本研究针对Hunner型间质性膀胱炎(HIC)慢性炎症机制不清的问题，通过整合单细胞转录组、靶向MHC测序和计算生物学方法，揭示了EBV感染B细胞通过IRF8-HLA-DQB1轴与上皮细胞形成双向信号环路，阐明其驱动慢性炎症的新机制，为HIC精准治疗提供新靶点。

　　

当你遭遇膀胱区域的持续疼痛、尿频尿急，且这种不适反复发作超过六个月，你很可能正在经历间质性膀胱炎/膀胱疼痛综合征(IC/BPS)的困扰。这是一种令人困扰的慢性疾病，其中约5%-10%的患者属于Hunner型间质性膀胱炎(HIC)，其特征是膀胱壁上出现独特的Hunner病变——充血、糜烂的斑块或溃疡。与更常见的非Hunner型相比，HIC通常更为严重，好发于老年女性群体，组织学上表现为慢性炎症、上皮剥脱和淋巴浆细胞浸润，特别是存在大量克隆性B细胞。尽管医学界对HIC已有认识，但其发病机制至今仍不明确，导致有效治疗手段极为有限。

近年来，越来越多的证据指向病毒感染可能在HIC发病中扮演重要角色。特别是爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)，一种感染全球超过95%人口的γ疱疹病毒，它能在B细胞内建立终身潜伏感染，并已知与多种恶性肿瘤相关。我们的前期研究发现，EBV感染可能是HIC的潜在病因，但病毒如何通过调控免疫细胞与膀胱组织细胞的相互作用来驱动慢性炎症，仍是一个待解之谜。

为了揭开这一谜团，由Chih-Wen Peng和Hann-Chorng Kuo领导的研究团队开展了一项综合性研究，成果发表在《Molecular Therapy Nucleic Acids》期刊上。研究人员采用多组学整合分析策略，旨在阐明HIC中免疫失调的具体机制，特别是EBV感染的B细胞与膀胱上皮细胞之间的相互作用如何促进疾病发展。

研究人员运用了多种关键技术方法：收集HIC患者膀胱组织样本进行批量RNA测序(RNA-seq)和单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析；对24例HIC患者进行靶向主要组织相容性复合体(MHC)区域测序；利用CellChat和NicheNet模型分析细胞间通讯网络；通过SCENIC框架推断基因调控网络；采用CIBERSORTx进行免疫细胞反卷积分析；通过Evo-Designer评估基因进化约束性；使用蛋白质印迹验证IRF8蛋白表达。

Upregulation of EBV-associated genes in pseudobulk analysis with enriched B cell and epithelial cell proportions in HIC scRNA-seq data

转录组分析显示，HIC样本中EBV相关基因显著上调，包括CHUK、STAT3和NFKB1等关键免疫调节因子。通路富集分析发现病毒蛋白与细胞因子相互作用、细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路在HIC中高度活跃。细胞比例分析揭示HIC组B细胞(12.7%)和上皮细胞(16.3%)比例明显高于对照组，表明HIC微环境中存在免疫失调。

Bulk RNA-seq data highlights distinct immune dysregulation beyond EBV

批量RNA-seq分析进一步证实了HIC与对照组之间的显著转录组差异。特别值得注意的是，在EBV阳性的HIC患者中，HLA-DQB1表达上调近1000倍，同时HLA-DQA1也显著上调。免疫细胞反卷积显示HIC样本中记忆B细胞(EBV储存库)显著富集，其他免疫细胞如CD4⁺记忆T细胞、单核细胞和M1巨噬细胞也呈现特定分布模式。通路分析显示Th1/Th2细胞分化、NF-κB信号、JAK-STAT信号等免疫相关通路在HIC中高度活跃。

CellChat identifies CD74-APP as a key interaction and highlights bidirectional B cell-epithelial cell communication in the HIC microenvironment

细胞通讯分析发现HIC微环境中存在强烈的双向信号交流。CD74-APP配体-受体对成为最重要的相互作用对，其中CD74主要在B细胞表达，而APP在上皮细胞高表达。这种相互作用建立了一条连接B细胞抗原呈递通路与上皮细胞炎症信号的关键轴心。此外，上皮细胞也通过COL1A2、AREG、NAMPT等分子向B细胞发送信号，形成完整的双向通讯网络。

IL-1B and LIF drive B cell-to-epithelial crosstalk, while BMP4 and TGFB2 mediate epithelial-to-B cell signaling in HIC

深入分析发现，B细胞来源的IL-1β、LIF、TNFSF9和FGF2等配体通过相应受体激活上皮细胞的前列腺素合成、基质金属蛋白酶和应激基因。特别是IL-1β能广泛调控PTGS2、BMP2、MMP-1等多个靶基因。而上皮细胞则通过BMP4、TGF-β2、SHH等分子调控B细胞存活。值得注意的是，HLA-DQB1介导的抗原呈递可预测性调控上皮细胞中IL1B和TNF等细胞因子表达，形成正向反馈环路。

SCENIC expressed ERG and SOX17 as top regulators, SPIB and IRF8 in B cells, and FOSL1 and IRF6 in epithelial cells

基因调控网络分析鉴定出细胞类型特异性转录调节因子：B细胞中SPIB和IRF8最为活跃，上皮细胞中FOSL1和IRF6是关键调节因子。特别重要的是，IRF8直接调控HLA-DQB1、CD40和CIITA等基因，其中HLA-DQB1是IRF8的高置信度靶点。蛋白表达验证显示IRF8在EBV转化的B细胞中特异性表达，而在膀胱上皮细胞中不表达，证实了其在B细胞中的特异性功能。

HLA-DQB1 emerges as a key genetic hotspot in targeted MHC region sequencing

靶向MHC测序发现HLA-DQB1是突变频率最高的基因，在24例HIC患者中均检测到单核苷酸变异(SNV)。病例对照分析显示HLA-DQB1位点显著富集。进化约束性分析鉴定出rs1049133(A>G)位于HLA-DQB1的低熵区域，表明该变异具有重要的功能意义。这些遗传学发现与转录组数据相互印证，强化了HLA-DQB1在HIC发病中的核心地位。

研究结论与讨论部分指出，这项多组学研究揭示了HIC中EBV感染的B细胞通过IRF8-HLA-DQB1轴与上皮细胞形成复杂相互作用网络的新机制。IRF8作为关键转录因子，驱动HLA-DQB1表达，增强抗原呈递能力，同时B细胞与上皮细胞通过细胞因子和生长因子形成双向信号环路，共同维持慢性炎症状态。遗传学证据显示HLA-DQB1是突变热点，其功能约束性变异可能影响抗原呈递特性。

该研究的重要意义在于首次系统阐明了EBV感染、HLA-DQB1遗传变异和细胞间通讯网络在HIC发病中的协同作用，提出了"IRF8驱动的EBV感染B细胞通过变异HLA-DQB1介导的抗原呈递和上皮细胞因子环路维持HIC"的新模型。这一模型不仅深化了对HIC发病机制的理解，更重要的是揭示了多个可干预的环节，如IRF8活性、HLA-DQB1功能、细胞间信号通路等，为开发针对HIC的精准治疗策略提供了新的靶点方向。尽管研究存在样本量有限、EBV检测方法有待完善等局限性，但其整合多组学与计算生物学的方法为研究复杂慢性炎症疾病提供了范本，对认识其他EBV相关疾病也具有重要参考价值。